PBM對傷口癒合的影響
1. 作用原理： PBM利用紅光和近紅外光，刺激細胞線粒體，平衡活性氧，調節基因表達，促進細胞生長與組織修復。
2. 關鍵細胞效益： PBM能增加纖維母細胞增殖、血管新生、角質細胞遷移，並優化膠原蛋白重塑。
3. 多重治療優勢： PBM同時針對多條傷口癒合途徑，能有效處理慢性發炎及組織修復不足等複雜問題。
4. 廣泛應用： PBM可加速燒傷和糖尿病潰瘍癒合，並用於皮膚年輕化與減少疤痕的美容。
5. 潛力與挑戰： PBM在再生醫學領域具巨大潛力，但仍需克服治療標準化和機制理解深化等挑戰。
6. 未來展望： 隨著技術進步，PBM有望成為未來臨床中增強組織修復的核心療法。
簡介：光生物調節療法 (PBM) 與傷口癒合
本節將介紹光生物調節療法 (Photobiomodulation, PBM) 的基本概念，及其在促進傷口癒合和皮膚再生領域中的重要角色。PBM 作為一種新興的再生醫學方法，利用特定波長的紅光與近紅外光，透過非熱效應調控細胞行為，以達到治療目的。
PBM 能夠應對傷口癒合過程中的多種挑戰，例如慢性炎症、組織修復不足等問題。它透過同時作用於多個細胞信號通路，展現出其多模式治療的潛力。其應用範圍廣泛，從加速燒傷、糖尿病足潰瘍等慢性傷口的癒合，到改善皮膚外觀（如皮膚年輕化、減少疤痕形成），都顯示出良好的前景。
圖 1. 生理性傷口癒合的階段示意圖。傷口癒合是一個複雜的生物過程，通常分為三個重疊的階段：
炎症期： 傷口區域止血，透過細胞因子、生長因子釋放和白細胞遷移引發急性炎症反應。
增殖期： 角質形成細胞、成纖維細胞、內皮細胞和白細胞在傷口處遷移和增殖增加，細胞外基質 (ECM) 組分合成增加，血管生成和再上皮化機制改善。
重塑期：： ECM 重塑，膠原蛋白 III 被膠原蛋白 I 取代。基質金屬蛋白酶活性增加。受傷部位的暫時性內皮細胞、成纖維細胞和肌成纖維細胞發生凋亡。此圖改編自 Bathini 等人 (Cell Mol Neurobiol 2022;42:955-71) 的文章。
PBM 促進傷口癒合的機制
PBM 的療效源於其對細胞和組織層面的多重複雜調控機制。本節將深入探討 PBM 如何透過影響線粒體功能、細胞信號傳導、炎症反應以及組織重塑等關鍵環節，來促進傷口癒合與皮膚再生。理解這些機制有助於優化 PBM 的臨床應用參數。
線粒體吸收光子
主要作用點是線粒體中的細胞色素c氧化酶 (CCO)，吸收光子後增強線粒體功能。
ATP 產生增加
線粒體功能增強導致ATP產量上升，為細胞修復和再生提供能量。
活性氧 (ROS) 調節
誘導短暫ROS增加，激活MAPK、NF-κB等信號通路，參與細胞增殖與分化。
一氧化氮 (NO) 釋放
刺激NO釋放，具血管擴張、抗炎及促進細胞增殖作用。
細胞增殖與遷移
促進成纖維細胞、角質細胞等增殖遷移，對傷口閉合至關重要。
膠原蛋白合成
刺激膠原蛋白合成與沉積，增強傷口強度與組織完整性。
血管生成
促進新血管形成，改善受損區域氧氣與營養供應。
炎症調節
顯著抗炎作用，減少促炎因子，縮短炎症期，利於再生。
線粒體動力學
影響線粒體融合與分裂平衡，對線粒體健康與功能至關重要。
PBM 作用機制流程示意
圖 2. 光生物調節療法 (PBM) 透過 cAMP 和活性氧 (ROS) 的作用。此圖詳細展示了 PBM 如何被線粒體細胞色素c氧化酶吸收 (1)導致活性氧 (ROS) 產生 (2)進而激活 Src 和 PI3K/Akt 通路，同時ATP 增加 (3)腺苷酸環化酶將 ATP 轉化為 cAMP (4)cAMP 作為第二信使激活 PKA 和 Ras，進一步導致 SIRT1 和 ERK 信號傳導，最終影響細胞的存活、吞噬作用和炎症反應。
PBM 在傷口癒合與皮膚再生中的應用範圍
PBM 因其多樣的生物學效應，在不同類型的傷口治療和皮膚再生領域均展現出應用潛力。其非侵入性特點，加上調節多種細胞過程的能力，使 PBM 成為臨床實踐中一種多功能的工具。本節將分類介紹 PBM 在燒傷、潰瘍和美容皮膚學等方面的具體應用情況與成效。
燒傷
燒傷造成廣泛組織損傷、感染風險高且可能留下嚴重疤痕，帶來顯著的臨床挑戰。PBM 提供了一種非侵入性替代方案，可加速燒傷癒合、減輕炎症並最大程度地減少疤痕形成。
- 動物研究： Khan 等人的研究對大鼠二度燒傷傷口應用 PBM，顯著縮短了癒合時間，並觀察到成纖維細胞增殖和膠原蛋白沉積增加，表明組織再生得到改善。
- 臨床研究： Rathnakar 等人的研究顯示，接受 PBM 治療的燒傷患者癒合速度更快、疼痛減輕，且炎症標誌物和疤痕形成減少。這些結果突顯了 PBM 在燒傷管理中促進細胞活動、減輕炎症和疤痕的潛力。
潰瘍
糖尿病足潰瘍是糖尿病常見且嚴重的併發症，常導致顯著的發病率和下肢截肢風險。此類慢性傷口癒合不良，主要由於血液循環差、神經病變和持續性炎症。PBM 為這些難治性病例提供了一種有前景的非侵入性治療方法。
- 臨床研究： Dhlamini 和 Houreld 的研究發現，PBM 顯著改善了糖尿病足潰瘍的癒合率，加速了傷口閉合並縮小了潰瘍尺寸，同時減少了手術干預的需求。PBM 改善血流和減輕炎症的作用，為糖尿病患者的慢性傷口創造了更有利的癒合環境。
- 進一步證明：： Chandrasekaran 等人也證實 PBM 能顯著縮小糖尿病足潰瘍尺寸並加速閉合，同時減輕疼痛和炎症，支持其在慢性傷口管理中的益處。
美容皮膚學
除了傷口癒合的治療應用外，PBM 在美容皮膚學領域也日益受到重視，因其能使皮膚年輕化、減少皺紋並改善整體皮膚質地。其非侵入性和極少副作用使其成為尋求美容改善者的理想選擇。
- 皺紋預防與皮膚年輕化： Wunsch 和 Matuschka 的隨機研究顯示，PBM 顯著改善了皮膚膚色，減少了皺紋，並增加了膠原蛋白生成和皮膚彈性。Couturaud 等人的臨床試驗也證實 PBM 能顯著改善皮膚彈性和膠原密度，提升皮膚緊緻度並減少衰老跡象。PBM 透過促進膠原蛋白重塑和調節 ECM 相關基因表達，恢復年輕皮膚特徵。
- 痤瘡治療： Hernández-Bule 等人證明 PBM 能有效改善尋常痤瘡，減少炎症病變並促進痤瘡相關皮膚損傷的癒合。
- 色素沉著與黃褐斑：： Barolet 的研究顯示，PBM 結合局部藥物治療可增強去色素效果，提供更均勻的膚色。
- 技術進步： LED 面膜、手持雷射和發光面板等多種 PBM 傳遞系統已開發出來，提供可定制的治療方案，以適應不同皮膚類型和美容需求。
- 臨床證據： Mota 等人的薈萃分析證實 PBM 能顯著增強皮膚彈性、減少皺紋深度並改善整體膚色，且安全性良好。
未來方向與展望
儘管 PBM 在傷口癒合和皮膚再生領域已展現出令人鼓舞的潛力，但其發展仍面臨一些挑戰與機遇。本節將探討 PBM 未來的研究重點和發展方向。
未來的研究應更側重於：
- 優化治療參數： 針對不同傷口類型和個體差異，精確確定最佳的光照波長、劑量、功率密度、治療頻率和時長。
- 深入機制研究：： 進一步闡明 PBM 與特定細胞信號通路、分子靶點的相互作用，特別是在複雜病理條件下（如糖尿病）。
- 標準化方案與設備： 推動 PBM 治療方案的標準化，並開發更智能、更便攜、更易於操作的治療設備。
- 聯合治療探索： 研究 PBM 與其他治療方法（如幹細胞治療、生長因子、新型敷料等）聯合應用的協同效應。
- 大規模臨床試驗： 進行更多設計嚴謹、樣本量大的隨機對照臨床試驗，以提供更高級別的循證醫學證據，驗證其長期療效和安全性。
- 個體化醫療： 結合生物標記物和影像學技術，實現 PBM 治療的個體化定制。
隨著技術的進步和研究的深入，PBM 有望成為傷口護理和再生醫學領域中一種更安全、有效且廣泛應用的治療手段。
論文資訊
本報告的內容主要基於以下文獻。如果您希望深入閱讀原始研究，可以參考這些資訊。
論文名稱：Photobiomodulation as a multimodal therapy to enhance wound healing and skin regeneration
作者：Lim W, Lee S, Kim J, et al.
期刊：Medical Lasers. 2024 (Online ahead of print)
連結：https://www.jkslms.or.kr//journal/view.html?doi=10.25289/ML.24.033
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